海底管道敷设过程的海底拖管强度分析

针对滩海水域海底管道铺设运输,探讨了管道的运输方式和计算方法.考虑到拖管自身的负浮力、海底的摩擦阻力、拖船的牵引力等载荷作用,提出了抬高拖管头、缩短拖带缆进行拖管施工的方式.基于新的海底拖管施工方式,建立了拖管头抬起时管道强度的计算模型以及在海底拖管过程中管道的变形状态与强度计算方法,并开发了相应计算机程序.计算结果表...     

海底管道S型铺设的计算机辅助设计

在S型海底管道铺设设计中,通常采用手动建模并调整作业线设置参数的传统设计方法.鉴于该传统方法存在费时、费力、无法用于复杂结构的托管架等局限性,开发出一套海底管道S型铺设辅助设计程序.该程序能够为任何形状的作业线建立精细的托管架模型,并自动计算最佳设置的支撑滚轮坐标.该程序采用有限元方法对海底管道静态S型铺设问题进行求解...     

海底管道铺设施工设计分析

在简要分析海底石油管道铺设现状的基础上,综合研究“S”型铺管与“J”型铺管的着底管段与悬跨管段的受力及变形.采用Pasternak双参数模型分析着底管段海底基础与管道的相互作用,用加权残值法求解考虑波浪荷载作用下悬跨管段的高阶非线性微分方程.分别利用“S”型铺管与“J”型铺管时,托管架与管道相互作用条件及着底管段与悬跨管段的连续条件,获得了“S”型与“J”型铺管时管道的变形、内力及强度计算的近似解,并编制了相应的设计软件.算例分析了在不同施工参数与托管架结构参数组合下管道的相当应力沿管长的变化曲线,可为“S”型与“J”型铺管设计提供参考.     

拖拉法铺设登陆海底管道

本文根据近年来铺设登陆海底管道的经验，对管道登陆的拖拉铺设法，拖拉系统设计，拖管力计算以及拖拉设备的选择做了详细介绍；并介绍了根据国内设备的具体情况设计的穿接滑轮组式接管拖管法。     

深水海底管道J型铺设工艺及设备研究

基于对国内外深水管道J型铺设系统和铺设技术的研究,介绍了深水J型铺设系统的基本构成及施工过程中的重要监测设备,并对监测技术进行了初步研究;阐述了J型铺设工艺及注意事项。可为我国深水J型铺设方法的进一步研究及J型铺设施工提供参考。     

海底管道涂层抗滑脱技术及应用

文章根据铺管船采用S型铺设海底管道的作业特征,介绍了海底管道防腐层和混凝土配重层涂敷工艺,可以确保各钢管涂敷层间具有足够的剪切强度,使得在铺管过程中设定的轴向张力作用下,不致发生钢管各涂敷层间剪切强度不足而产生滑脱的现象,保证铺管过程中海底管道完好.     

基于ANSYS分析的带腐蚀海底管道强度计算

采用ANSYS有限元数值计算与理论计算相结合的方法对带腐蚀海底管道进行强度计算,并对比不同腐蚀深度、长宽比以及2个腐蚀坑的不同排列方式和间距对最大应力的影响,得出：腐蚀深度是最关键的因素,腐蚀越深、长宽比越大,腐蚀造成的应力放大现象越明显;当2个腐蚀坑超过某临界间距时,可忽略腐蚀坑之间的相互影响;管道发生屈服之前的临界间距大于管道发生屈服之后的间距。对浅海海域某条海管进行强度分析,得出仅考虑均匀腐蚀计算不够精确,还应考虑腐蚀产生的应力集中现象。研究内容可为今后带腐蚀海管的强度校核提供指导借鉴。     

深水海底管道终端设施(PLET)管道应力分析

海底管道终端设施(PLET)是海洋深水开发中最基本的重要的水下生产设施,其可靠性对水下生产系统及整个油气田的正常运行和安全保障具有十分重要的意义。本文对PLET承压管道的应力分析技术进行了研究,梳理了管道应力的基本知识,讨论了水下PLET管道应力分析的特点和校核规范的选取,通过实例介绍了深水水下PLET管道应力分析的方法和流程,可供水下生产设施设计研究中借鉴。     

海底管线服役条件有限元应力分析

采用有限元方法模拟分析了带配重层海洋管准559 mm×28 mm SMYS 450在海底1 500 m和输送压力为25 MPa条件下服役时的应力状态,结果显示,在受配重层约束下的最大位移为0.046 4×10-3m,无配重约束位移为0.104×10-3m;第一主应力和Von mises等效应力的最大值都分布在管体材料和配重层之间的界面处附近,距离管体外表面约2 mm(壁厚28 mm),最大值分别为128 MPa和216 MPa。模拟结果表明,管线运行是安全的,也说明了采用Von mises等效应力准则作为管道问题验收极限是可行的。     

海洋管道漂浮敷设充水下沉时的分析

本文在分析现有海洋管道漂浮敷设充水下沉模型基础上,提出了一种同时考虑海底土壤与波浪流联合作用下充水下沉时管道的分析计算模型。借助于Laplace变换处理着底段管道,利用加权余量法和解非线性方程组的Brown算法,获得了该问题的近似解。文中算例说明了有关计算过程。     

折边锥形封头过渡区应力有限元分析

利用有限元分析程序ANSYS计算分析了不同几何参数下折边锥形封头的应力分布规律 ,并整理出其应力分布图谱 ,为折边锥形封头应力水平的评估和强度设计提供了一种依据。     

多通道全自动超声波海底管道铺设质量检验系统的研制

研制了用于海底管道铺设质量检验的多通道全自动超声波检验系统。东联港海底管道项目应用结果表明,该系统可提高海底管道焊缝质量的检验速度和检验精度。文中主要介绍多通道全自动超声波检验系统的技术原理、设计特点以及系统设计中的难点与解决措施。     

水下套管悬挂器螺纹连接强度分析

为保证油田的正常钻采作业,分析了水下套管悬挂器螺纹的连接强度。结果表明,套管悬挂器与套管螺纹连接组合中,最大应力出现在螺纹最后1扣,此处最容易发生屈服;内压对螺纹连接强度有较大影响,一定的内压值可以提高螺纹连接的强度;内压为20MPa时,套管挂与套管螺纹等效应力最大;内压大于20MPa时,内压对等效应力的影响有逐渐降低的趋势;随着压力等级的递增,套管螺纹等效应力在整个螺纹段更加均匀。     

外腐蚀管道玻璃钢补强有限元分析

文章论述了用有限元方法建立的外腐蚀管道玻璃钢补强力学分析模型，以及与该模型计算结果基本吻合的实验验证数据。分析了影响玻璃钢补强的因素，即，补强材料的特性、腐蚀管的材料性能、缺陷程度、输送参数等。计算表明，钢管和缺陷尺寸决定了补强片的最小厚度；相同内压和相同的缺陷下，管径越大，其要求的补强片厚度越大。为满足工程需要，文章讨论了2种外腐蚀管道补强的安全评价线图，在实际应用中，可以根据不同的管径和具体缺陷，对玻璃钢补强建立安全评价线图。     

含缺陷海底管线安全评定系统研究

针对海底管线可能存在的缺陷类型,考虑缺陷尺寸、工况载荷、断裂韧度和力学强度等参数,基于权威评定规范,应用面向对象的编程语言VB开发了含缺陷海底管线安全评定系统分析软件。介绍了该系统的基本模块及功能特点。应用该系统对胜利埕岛油田某海底管线的2个检测缺陷进行了评定分析。结果表明,评定系统能够进行海底管线各类缺陷的安全分析计算,并将结果绘成失效评定图,给出可视化评定结论,为海底管线安全评定及管理提供了科学方法。     

海底管道系统的压力试验

根据挪威船级社《Rules For Submarine Pipeline Systems》1981版和《Offshore Standard DNV-OS-F101 SubmarinePipeline Systems》2000版规范以及澳大利亚标准《AS1978-1987 Pipelines-Gas and liquid petroleum-Field pressure test-ing》对海底管道系统的压力试验的操作技术和相关计算进行了阐述,以供相关工程技术人员参考。     

悬跨海底管道疲劳寿命分析研究

海底管道在服役期间由于各种原因会在某些管段形成悬跨。这些悬跨在海流力作用下,将产生涡激振动。这种涡激振动最终可能导致管道疲劳失效。管道在海流力作用下发生的涡激振动是管道振动和漩涡尾流振动耦合的结果。在建立管道振动模型和Matteoluca尾流振子模型基础上,对管道涡激振动动力响应特性进行分析。依据Miner线性损伤累积理论,采用S-N曲线法分析计算管道疲劳寿命。最后,针对海洋油气开发与生产,提出延长海底管道疲劳寿命的方法和措施。     

废热锅炉温度场与应力场的有限元分析

废热锅炉换热管分布的不对称性, 使得管板和筒体等部件的温度场与应力场分析十分困难。为此, 运用有限元法对稳态温度场作了计算, 求得管板、筒体等部件的平均温度、内外壁温差, 并将这些参数作为应力场分析的热载荷; 将废热锅炉离散为由板壳元和杆单元组成的空间结构, 对自重、压力、温度组合的４ 种工况进行计算, 得到管板、筒体等部件的应力场分布规律。根据最大当量应力值对各部件做了强度校核, 为废热锅炉各部件的合理设计和安全评定提供了可靠的理论依据。     

海底管线开沟埋设时的应力分析

海底管线在开沟埋设过程中，在非水平长度段内，高差引起的管线局部弯曲可导致管线承受较大应力。利用材料力学的方法对海底管线的受力作了分析，得出了悬空段长度、悬空段弯矩和管线应力的解析式，并讨论了影响管线开沟应力的一些因素。为方便工程人员设利一分析，给出了悬空段长度和管线应力随沟深变化的曲线。     

基于开挖方法的井底应力场有限元模型

基于开挖方法的基本思想、卸载过程的实现方法和有限元理论,采用三维八节点单元类型、适合岩土材料的脆性非线性材料模型,利用井底模型的1/4作为井底有限元模型,用3个时间步模拟开钻前、钻进和井底形成后的3种状态。分析结果表明,井壁外岩石的径向应力和周向应力都随着半径的增大逐渐变为地层的原始地应力,它们的曲线形成喇叭形;“ω”型井底中心区域存在卸载效应,适当利用卸载效应有利于提高破岩工具的破岩效率和机械钻速。靠近井壁区域存在应力集中现象,岩石可钻性变差,这是PDC钻头外侧易损坏的原因。钻头外侧布齿应加强,以提高钻头的寿命和进尺。